專利名稱：廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸的方法，適用于廢棄液晶顯示器偏光片的資源回收再利用。
背景技術(shù)：
隨著液晶顯示器的廣泛應(yīng)用，大量結(jié)束使用功能而報廢的液晶顯示器逐漸成為了電子廢棄物的重要組成部分。由此產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問題以及廢棄液晶顯示器的資源化問題引起了人們的廣泛關(guān)注。偏光片是液晶顯示器中重要的功能膜材料，主要由三醋酸纖維素 和接枝有碘的聚こ烯醇組成，這些材料經(jīng)有效處理后可實現(xiàn)資源的回收再利用。但目前的處理方法以焚燒形式為主，該處理方法不僅容易產(chǎn)生一定的環(huán)境污染問題，同時還導致了資源的浪費。因此，如何實現(xiàn)廢棄液晶顯示器偏光片的資源化回收處理，并獲得高附加值的產(chǎn)物具有十分重要的意義。こ酸是ー種重要的有機化工原料，主要用于生產(chǎn)醋酸こ烯單體、醋酐、對苯ニ甲酸(PTA)、聚こ烯醇、醋酸酯類、醋酸纖維素等。在化工、輕紡、醫(yī)藥、染料等行業(yè)具有廣泛用途。近年來，由于PTA及こ酸下游產(chǎn)品的發(fā)展，已促使こ酸成為產(chǎn)能和需求量迅速增長的少數(shù)幾個石化產(chǎn)品之一。而乳酸是ー種極具發(fā)展?jié)摜木毣瘜W品，主要用于食品、制藥、制革、紡織、環(huán)保和農(nóng)業(yè)等。由于乳酸產(chǎn)品在生物可降解材料方面顯示的優(yōu)越功能，已促使乳酸顯示出廣泛的應(yīng)用范圍和巨大的市場潛力。水熱處理技術(shù)是指以超臨界和近臨界的水為溶劑的化學反應(yīng)過程，此過程可將高分子有機物變成小分子化合物及其単體，甚至是CO2和h2o。水熱條件下水與普通水相比具有其特殊的性質(zhì)，在水熱條件下水的密度、離子積、粘度及介電常數(shù)發(fā)生急劇變化，表現(xiàn)出類似于稠密氣體的特性，因分子間的氫鍵作用減弱導致其對有機物和氣體的溶解度增強，同時無機物的溶解度大幅下降，這些溶劑性能和物理性質(zhì)使其成為處理有機廢物的理想介質(zhì)，水熱條件下水的特殊性質(zhì)而發(fā)生的質(zhì)子催化、親核反應(yīng)、氫氧根離子催化以及自由基反應(yīng)，使得反應(yīng)過程中水既是反應(yīng)介質(zhì)同時又是反應(yīng)物，在特定的條件下能夠起到酸堿催化劑的作用。以水為環(huán)境友好溶劑，可以改變相行為、擴散速率和溶劑化效應(yīng)，可以變傳統(tǒng)溶劑條件下的多相反應(yīng)為均相反應(yīng)，増大擴散系數(shù)，降低傳質(zhì)和傳熱阻力，從而有利于擴散控制反應(yīng)，控制相分離過程，縮短反應(yīng)時間，還能用于控制產(chǎn)物的分布。水熱技術(shù)已廣泛應(yīng)用于有機廢物的處理和處置過程中并取得了很好的效果。現(xiàn)今水熱處理有機廢物資源化研究主要是高聚物降解単體、油和小分子化合物以及氫氣的生成，其中包含小分子有機酸化合物的生成等?，F(xiàn)有技術(shù)中有用水熱技術(shù)分解農(nóng)業(yè)廢棄物并在液相產(chǎn)物中檢測到乙酸和乳酸的例子，但是目前并沒有用廢棄液晶顯示器偏光片進行水熱產(chǎn)酸的背景技木。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種高效率、低能耗、無污染的廢棄液晶顯示器偏光片降解產(chǎn)酸的方法。廢棄液晶顯示器偏光片的水熱降解能夠?qū)崿F(xiàn)破壞、水解和資源化回收的統(tǒng)一，水熱降解過程具有速度快、設(shè)備體積小、處理范圍廣、效率高、無二次污染等優(yōu)點。鑒于水熱技術(shù)的特點和廢棄液晶顯示器偏光片的特性，本發(fā)明利用廢棄液晶顯示器偏光片進行水熱資源化，實現(xiàn)了廢棄液晶顯示器偏光片的水熱降解生產(chǎn)こ酸和乳酸。
本發(fā)明采用較為成熟的水熱反應(yīng)體系，直接以廢棄液晶顯示器偏光片為反應(yīng)物來實現(xiàn)。廢棄液晶顯示器偏光片水熱處理系統(tǒng)與現(xiàn)有的焚燒處理技術(shù)相比，不僅具有清潔高效的特點，而且能夠?qū)崿F(xiàn)廢棄偏光片的資源化回收利用。本發(fā)明通過調(diào)節(jié)反應(yīng)的溫度、時間、反應(yīng)氧化劑的添加量來實現(xiàn)對生成物こ酸和乳酸產(chǎn)量的控制。本發(fā)明提出的廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸的方法，采用廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸裝置進行處理，所述裝置由攪拌器I、反應(yīng)器2、熱電偶3、溫控裝置4、加熱器5、冷卻水箱6和鹽浴爐7組成，其中反應(yīng)器2位于鹽浴爐7內(nèi)，攪拌器I插入鹽浴爐7內(nèi)，熱電偶3 —端插入鹽浴爐7內(nèi)，另一端連接溫控裝置4，加熱器3 —端插入鹽浴爐7內(nèi)，另一端連接溫控裝置4，冷卻水箱6放置于鹽浴爐7 —側(cè)；具體步驟如下
(1)對廢棄液晶顯示器偏光片進行破碎；
(2)將廢棄偏光片與水混合，置于反應(yīng)器中；廢棄偏光片和溶劑水的質(zhì)量比為0.011-0. 05 :1，溶劑水的加入量為反應(yīng)器體積的50-80% ；
(3)將步驟(2)所得反應(yīng)器置于鹽浴爐中，在水的亞臨界反應(yīng)條件下，控制鹽浴爐的溫度為250°C -400°C，壓カ為4. 0-25. OMpa,并保持在此條件下恒溫1_15分鐘，取出反應(yīng)器，在20-40秒時間內(nèi)冷卻至室溫；
(4)將得到的產(chǎn)物過濾，液相中得到含有こ酸或乳酸的產(chǎn)物。本發(fā)明中，步驟(I)中將廢棄偏光片進行破碎，將其剪切成小片狀，然后放入破碎機中對其進行破碎；在破碎機轉(zhuǎn)子下部設(shè)置10-20目的篩板，經(jīng)錘式破碎小于篩板孔徑的偏光片破碎顆?？者^篩板小孔落入下方的出料口中；尺寸大于篩板孔徑的偏光片廢料在破碎機內(nèi)被循環(huán)破碎，直至粒徑尺寸小于篩板孔徑。本發(fā)明中，所述反應(yīng)器為耐高溫高壓、耐腐蝕的反應(yīng)器。本發(fā)明中，其中步驟(4)過濾所用濾膜的孔徑在0. 22-0. 45Mm之間。本發(fā)明中，步驟(2)中還可加入雙氧水氧化劑。本發(fā)明中，步驟(2)中加入雙氧水氧化劑體積和水的體積比為0. 05 :1_1 :1。本發(fā)明中，所述廢棄偏光片的碳元素含量大于50%。本發(fā)明優(yōu)點在干
(I)本發(fā)明利用水熱技術(shù)直接降解廢棄液晶顯示器偏光片，突破了以往以焚燒技術(shù)為主的處理技術(shù)，不產(chǎn)生二次污染。(2)本發(fā)明利用水熱技術(shù)對廢棄液晶顯示器偏光片進行降解產(chǎn)こ酸和乳酸，有效的實現(xiàn)了廢棄液晶顯示器偏光片的處理和資源回收利用。(3)本發(fā)明所使用的方法為水熱降解法，采用的設(shè)備簡單，所需的溫度為250-4000C，便于エ業(yè)轉(zhuǎn)化，使用氧化劑可使產(chǎn)量得到較大提高，便于エ業(yè)化操作。(4)本發(fā)明整個こ酸和乳酸生產(chǎn)體系容易構(gòu)建，操作簡便，反應(yīng)迅速，成本較低，產(chǎn)物產(chǎn)量高，適合于工程エ業(yè)生產(chǎn)。
(5)本發(fā)明生產(chǎn)的こ酸可以作為ー種重要的有機化工原料，廣泛用于生產(chǎn)醋酸こ烯單體、醋酐、對苯ニ甲酸(PTA)、聚こ烯醇、醋酸酯類、醋酸纖維素等。在化工、輕紡、醫(yī)藥、染料等行業(yè)具有廣泛用途，有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用空間。而乳酸是ー種極具發(fā)展?jié)摜木毣瘜W品，主要用于食品、制藥、制革、紡織、環(huán)保和農(nóng)業(yè)等。


圖I為本發(fā)明廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸的裝置。圖中標號1為攪拌器，2為反應(yīng)器，3為熱電偶，4為溫控裝置，5為加熱器，6為冷卻水箱，7為鹽浴爐。
具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方法做進ー步的說明
實施例I :廢棄液晶顯示器偏光片降解生產(chǎn)こ酸
(I)以廢棄液晶顯示器所含偏光片為材料，將其剪切成小片狀，然后放入破碎機中對其進行破碎，使破碎料的粒徑小于2mm。(2)將步驟(I)中所得偏光片的破碎料為反應(yīng)物，以去離子水為溶劑，雙氧水為氧化劑，偏光片和水的質(zhì)量比為0. 01-0. 05之間，置于耐高溫高壓、耐腐蝕反應(yīng)器中，水的加入體積為反應(yīng)器體積的50-80%。(3)將步驟(2)中裝有偏光片和水的混合料的反應(yīng)器置于溫控鹽浴爐中，控制反應(yīng)溫度為250°C、275°C、300°C、325°C、35(rC，加熱反應(yīng)5分鐘；在350°C條件下分別加熱I分鐘、3分鐘、5分鐘、7分鐘、9分鐘、11分鐘，取出反應(yīng)器，在20-40秒時間內(nèi)冷卻至室溫。(4)將所得產(chǎn)物經(jīng)0. 22-0. 45Mm濾膜過濾后，液相產(chǎn)物即為含有こ酸的溶液。采用該エ藝可實現(xiàn)偏光片向こ酸產(chǎn)品的有效轉(zhuǎn)化，こ酸的產(chǎn)率(產(chǎn)生的こ酸質(zhì)量與偏光片的質(zhì)量之比)可達33%。實施例2 :廢棄液晶顯示器偏光片降解生產(chǎn)乳酸
(I)以廢棄液晶顯示器所含偏光片為材料，將其剪切成小片狀，然后放入錘式破碎機中對其進行破碎，使破碎料的粒徑小于2mm。(2)將步驟(I)中所得偏光片的破碎料為反應(yīng)物，以去離子水為溶劑，雙氧水為氧化劑，偏光片和水的質(zhì)量比為0. 01-0. 05之間，置于耐高溫高壓、耐腐蝕反應(yīng)器中，水的體積為反應(yīng)器體積的50-80%。(3)將步驟(2)中裝有偏光片和水的混合料的反應(yīng)器置于溫控鹽浴爐中，控制反應(yīng)溫度為250°C、275°C、300°C、325°C、35(rC，加熱反應(yīng)5分鐘；在350°C條件下分別加熱I分鐘、3分鐘、5分鐘、7分鐘、9分鐘、11分鐘，取出反應(yīng)器，在20-40秒時間內(nèi)冷卻至室溫。(4)將所得產(chǎn)物經(jīng)0. 22-0. 45Mm濾膜過濾后，液相產(chǎn)物即為含有乳酸的產(chǎn)物。采用該エ藝可實現(xiàn)有偏光片向乳酸產(chǎn)品的有效轉(zhuǎn)化，乳酸的產(chǎn)率(產(chǎn)生的乳酸質(zhì)量與偏光片的質(zhì)量之比)可達21%。
權(quán)利要求
1.一種廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸的方法，其特征在于采用廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸裝置進行處理，所述裝置由攪拌器(I)、反應(yīng)器(2)、熱電偶(3)、溫控裝置(4)、加熱器(5)、冷卻水箱(6)和鹽浴爐(7)組成，反應(yīng)器(2)位于鹽浴爐(7)內(nèi)，攪拌器(I)插入鹽浴爐(7)內(nèi)，熱電偶(3) —端插入鹽浴爐(7)內(nèi)，另一端連接溫控裝置(4)，加熱器(3) —端插入鹽浴爐(7)內(nèi)，另一端連接溫控裝置(4)，冷卻水箱(6)放置于鹽浴爐(7)ー側(cè)；具體步驟如下 (1)對廢棄液晶顯示器偏光片進行破碎； (2)將廢棄偏光片與水混合，置于反應(yīng)器中；廢棄偏光片和溶劑水的質(zhì)量比為0.011-0. 05 :1，溶劑水的加入量為反應(yīng)器體積的50-80% ； (3)將步驟(2)所得反應(yīng)器置于鹽浴爐中，在水的亞臨界反應(yīng)條件下，控制鹽浴爐的溫度為250°C -400°C，壓カ為4. 0-25. OMpa,并保持在此條件下恒溫1_15分鐘，取出反應(yīng)器，在20-40秒時間內(nèi)冷卻至室溫； (4)將得到的產(chǎn)物過濾，液相中得到含有こ酸或乳酸的產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(I)中將廢棄偏光片進行破碎，可其剪切成小片狀，然后放入破碎機中對其進行破碎；在破碎機轉(zhuǎn)子下部設(shè)置10-20目的篩板，經(jīng)錘式破碎小于篩板孔徑的偏光片破碎顆?？者^篩板小孔落入下方的出料口中；尺寸大于篩板孔徑的偏光片廢料在破碎機內(nèi)被循環(huán)破碎，直至粒徑尺寸小于篩板孔徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)器為耐高溫高壓、耐腐蝕的反應(yīng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于其中步驟(4)過濾所用濾膜的孔徑在0. 22-0. 45Mm 之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于步驟(2)中還可加入雙氧水氧化劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于步驟(2)中加入雙氧水氧化劑體積和水的體積比為0. 05 :トI :1。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述廢棄偏光片的碳元素含量大于50%。
全文摘要
本發(fā)明提出的廢棄液晶顯示器偏光片水熱降解產(chǎn)酸的方法，具體步驟為對廢棄液晶顯示器偏光片進行破碎；將廢棄偏光片與水混合，置于反應(yīng)器中；廢棄偏光片和溶劑水的質(zhì)量比為0.01∶1-0.05∶1，溶劑水的加入量為反應(yīng)器體積的50-80%；將所得反應(yīng)器置于鹽浴爐中，在水的亞臨界反應(yīng)條件下，控制鹽浴爐的溫度為250℃-400℃，壓力為4.0-25.0MPa，并保持在此條件下恒溫1-15分鐘，取出反應(yīng)器，在20-40秒時間內(nèi)冷卻至室溫；將得到的產(chǎn)物過濾，液相中得到含有乙酸或乳酸的產(chǎn)物。本發(fā)明對廢棄液晶顯示器偏光片的水熱降解能夠?qū)崿F(xiàn)破壞、水解和資源化回收的統(tǒng)一，水熱降解過程具有速度快、設(shè)備體積小、處理范圍廣、效率高、無二次污染等優(yōu)點。本發(fā)明利用廢棄液晶顯示器偏光片進行水熱資源化，實現(xiàn)了廢棄液晶顯示器偏光片的水熱降解生產(chǎn)乙酸和乳酸。
文檔編號C07C51/285GK102653508SQ20121010918
公開日2012年9月5日 申請日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者葉穎瑩, 莊緒寧, 李光明, 賀文智, 黃菊文 申請人:同濟大學